Новаторский проект, возглавляемый учеными из Университета Аляски в Фэрбенксе и Университета Калгари, разрабатывает передовой спутник, предназначенный для обнаружения космического мусора размером до сантиметра, что в настоящее время недоступно для наземных обсерваторий. Эта инициатива, являющаяся частью более масштабных усилий правительства США, может значительно повысить безопасность космического пространства и предотвратить катастрофические столкновения спутников.

При наличии тысяч действующих спутников на низкой околоземной орбите космический мусор представляет собой растущий риск для глобальной связи, навигации и научных исследований. Объекты размером до сантиметра, движущиеся со скоростью до 28 000 км/ч (17 500 миль в час), могут нанести удар с силой взрывного устройства, способного искалечить спутники или даже запустить опасную цепную реакцию столкновений.

Космический мусор образуется из отработанных спутников, отработанных ступеней ракет и фрагментов прошлых столкновений. Если крупные обломки можно отследить и предотвратить, то более мелкие части остаются невидимыми для современных систем мониторинга, создавая тихую, но серьезную угрозу.

Спутник, созданный для того, чтобы «видеть» невидимое

Пол Бернхардт, профессор-исследователь Геофизического института при Университете Аляски в Фэрбенксе, возглавляет разработку нового спутника, известного как Space Debris Hunter. В отличие от существующих систем слежения, этот спутник будет обнаруживать мелкий мусор с помощью волновых возмущений плазмы — инновационного метода, который измеряет, как космический мусор взаимодействует с плазмой, естественно возникающей вдоль линий магнитного поля Земли.

Бернхардт и его команда в сотрудничестве с Университетом Калгари обнаружили, что крошечные объекты, движущиеся через эти плазменные полосы, генерируют обнаруживаемые электромагнитные волны. Датчики на спутнике будут анализировать эти волны, измерять электрические и магнитные поля, чтобы определить местоположение и траекторию движения объекта.

Новый рубеж в космической безопасности

Точно определяя движение космического мусора, Space Debris Hunter будет предоставлять данные в режиме реального времени, которые помогут операторам спутников вывести их космические аппараты из-под удара. В настоящее время такие сети, как Starlink, совершают более 20 000 маневров по уходу от мусора в год, что подчеркивает настоятельную необходимость в более совершенных системах обнаружения.

Подробное исследование, описывающее этот прорыв, было опубликовано 8 января в журнале Physics of Plasmas, ведущим автором которого является Бенгт Элиассон из Университета Стратклайда. Исследование также является частью сотрудничества с Blue Halo, подрядчиком программы IARPA по выявлению и отслеживанию космического мусора.

По оценкам правительства США, на орбите Земли вращается более 100 миллионов объектов размером более миллиметра, однако отслеживается лишь малая часть потенциально опасного мусора. Расширение возможностей отслеживания этих небольших угроз может стать поворотным моментом в обеспечении орбитальной безопасности, гарантируя долговечность и функциональность жизненно важной космической инфраструктуры.

По мере роста глобальной зависимости от спутниковых технологий потребность в инновационных методах обнаружения мусора становится все более насущной. Space Debris Hunter представляет собой важный шаг на пути к обеспечению безопасности низкой околоземной орбиты, и его успех может привести к созданию сети подобных спутников обнаружения в будущем.

Запуск и функционирование Space Debris Hunter ознаменуют собой значительный прогресс в области космической безопасности. Собранные им данные позволят не только повысить точность маневров уклонения спутников, но и углубить наше понимание распределения и поведения космического мусора. Эта информация критически важна для разработки долгосрочных стратегий по смягчению рисков, связанных с орбитальным мусором.

Успех этого проекта может открыть путь к созданию глобальной сети спутников, специализирующихся на обнаружении и отслеживании мелкого космического мусора. Такая сеть, работающая в координации с наземными обсерваториями, могла бы обеспечить полную картину орбитальной обстановки, позволяя оперативно реагировать на возникающие угрозы.

Более того, разработка Space Debris Hunter стимулирует инновации в области сенсорных технологий и обработки данных. Методы, используемые для обнаружения волновых возмущений плазмы, могут быть адаптированы для решения других задач, связанных с мониторингом и анализом космической среды.

Таким образом, проект Space Debris Hunter не только решает насущную проблему безопасности космического пространства, но и способствует развитию науки и технологий, открывая новые перспективы для освоения и защиты космоса.